heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

Artykuły z ostatniego wydania miesięcznika Świat Szkła

WESTA FP od SO EASY SYSTEM spełnia nowe wymagania formalne dla systemów przeciwpożarowych.

31 października 2019 zakończył się okres przejściowy dla zharmonizowanych norm PN-EN-16034 i PN-EN-14351-1, w konsekwencji od 1 listopada 2019 normy te zaczęły obowiązywać producentów systemów ppoż. na terenie całej Unii Europejskiej. Wynikiem tego, dokumentem odniesienia do wprowadzenia do obrotu ...

Somfy z nagrodą World Building Innovation Award na międzynarodowych targach BATIMAT

W podparyskim Parc des Expositions de Villepinte odbyły się międzynarodowe targi BATIMAT, poświęcone innowacjom w branży budowlanej. Grupa Somfy, jako światowy lider automatyki domowej i inteligentnych systemów sterowań, w odpowiedzi na globalne wyzwania środowiskowe prezentuje Somfy® Air - nowy pr...

Dynamicznie przyciemniane szkło Halio w starym brukselskim dworcu Gare Maritime

Instalacja najbardziej zaawansowanego systemu zarządzania naturalnym światłem będzie częścią renowacji starych hal magazynowych brukselskiego dworca towarowego Gare Maritime.

Mała zmiana, wielki efekt – wymieniamy drzwi wewnętrzne

Drzwi wewnętrzne to ważny, lecz często niedoceniany element każdego domu. Pełnią one wiele różnych funkcji: zapewniają prywatność, poczucie bezpieczeństwa, pozwalają oddzielić poszczególne strefy wnętrza, dodają mu charakteru. Wymiana starych drzwi na nowe to sposób na metamorfozę domowej przestrz...

Targi Glass lustrem branży

Przez cztery dni szkło było głównym bohaterem spotkania branży. Jedyne w Polsce targi szklanego biznesu dobiegły końca. W Poznaniu, w trakcie GLASS 2019 można było nie tylko śledzić najnowsze trendy w przemyśle szklarskim, zobaczyć nowoczesne maszyny, ale także docenić walory szkła w architekturze w...

Ruszyły przygotowania do piątej edycji MONTERIADY

Gdzie można zobaczyć na żywo prawidłową instalację rozwiązań z zakresu stolarki budowlanej krok po kroku? Na Targach Budownictwa i Architektury BUDMA w Poznaniu, za sprawą MONTERIADY, którą od 2016 roku organizuje cyklicznie Związek POiD wraz z Partnerami. Już wkrótce, w 2020 roku, najnowsza odsłon...

Pilkington IGP zamyka wrocławski zakład

Firma NSG Group informuje, iż po szczegółowej analizie ekonomicznej podjęła decyzję o zamknięciu zakładu Pilkington IGP Sp. z. o.o. zlokalizowanego we Wrocławiu.

Bystronic glass i HEGLA za obopólnym porozumieniem kończą „Preferred Partnership”

Firma Glaston Corporation i HEGLA postanowiły zakończyć umowę współpracy z uwagi na zmianę warunków konkurencji. Umowa zawarta w 2012 roku między Bystronic Lenhardt GmbH, Conzzeta AG, HEGLA GmbH & Co. KG oraz LEWAG Holding AG wygaśnie z końcem 2019 roku.

Pomysły na wykorzystanie cienkiego szkła do zastosowań architektonicznych

Artykuł ten bada potencjał cienkiego szkła do zastosowań architektonicznych i raporty na temat dwóch koncepcji cienkiego szkła. Pierwsza dotyczy elastycznych i adaptujących się cienkich paneli szklanych, które mogą zmieniać swój kształt w odpowiedzi na czynniki zewnętrzne (np. warunki atmosferyczne)...

Szkło artystyczne w architekturze japońskiej. Część 5

Studium współczesnej japońskiej architektury szkła podjęli autorzy w tym piśmie w swoim artykule Kulisy architektury szkła w Japonii [1]. Zostało ono rozwinięte w artykułach: Nowa architektura szkła w Japonii • Budynki komercyjne [2], Budynki użyteczności publicznej [3], Stacje kolejowe [4], Termina...

Dachy przeszklone a bezpieczeństwo pożarowe – przykładowe realizacje Część 4

Poprzedzające ten artykuł opracowania dotyczyły: wymagań w zakresie odporności ogniowej dachów przeszklonych [1], rozwiązań dachów przeszklonych przeciwpożarowych o konstrukcji stalowej [2] oraz rozwiązań dachów przeszklonych o konstrukcji aluminiowej [3]. W tym opracowaniu przedstawiamy kilka real...

Szkło próżniowe (VIG) Praktyka, metody badań i propozycje stosowania

Przez kilka lat, na początku tysiąclecia, próżniowe szkło izolacyjne (VIG) mogło stać się produktem przyszłości.Po intensywnych staraniach producentów maszyn oraz jednostek badawczych w latach 2005-2014 temat ten został jednak zmarginalizowany w Europie.

Montaż okien w starym budynku. Praktyczne wskazówki dotyczące profesjonalnego projektowania i realizacji

Dobra jakość, użyteczność i funkcjonalność komponentów powoduje, że poszczególne elementy (profile, oszklenie, okucia itp.) działają jako system i są odpowiednie do zastosowania w konstrukcji okna. Jednak ostatnim ogniwem w jego „łańcuchu jakości” jest montaż, który decyduje, czy gwarantowane właśc...

Rośnie rynek ciepłych ramek

Rok 2019 powoli zbliża się do końca, a intensywnej pracy i spotkań zostało już niewiele. Jest to jednak czas pierwszych podsumowań, jak i wzmożonego planowania działań marketingowo-sprzedażowych na rok przyszły.

Nowy mostek izolacyjny do izolacji termicznej metalowych drzwi

Zacinanie się metalowych drzwi to zazwyczaj wina pogody. Kiedy świeci słońce, zewnętrzna powierzchnia drzwi się rozszerza. Jeśli natomiast na zewnątrz panuje zimno, drzwi wybrzuszają się do środka. Nowy profil izolacyjny insulbar, zgłoszony przez firmę Ensinger do opatentowania, pozwala zminimalizo...

Nowy stół do automatycznego rozkroju szkła płaskiego GLASS-SERWIS

Stół do automatycznego rozkroju służy do prostego cięcia gładkich tafli szkła oraz do wycinania kształtów z dużą szybkością i precyzją.   Maszyna może pracować w linii wraz z automatycznym stołem załadowczym i stołami łamiącymi. Na solidną konstrukcję maszyny składa się wytrzymała podstawa, n...

Sztuczna inteligencja (AI) automatyzuje test fragmentacji (spękania) szkła hartowanego

Test fragmentacji szkła hartowanego daje dobry wgląd w jakość procesu hartowania. Analiza fragmentacji jest sprawdzonym sposobem na potwierdzenie poziomu bezpieczeństwa szkła. Zasadniczo, gdy szkło hartowane termicznie pęka na mniejsze kawałki, jest to mniej niebezpieczne. W zależności od grubości s...

Na drodze cyfrowego rozwoju

Nowa linia do rozkroju Genius LM wspomagana przez centrum obróbcze Master 38.3, które od niedawna uruchomiono w firmie Lub-Glass, już podnoszą słupki wydajności tego producenta szkła z Motycza. Do końca roku park maszynowy firmy zasili jeszcze krawędziarka Rock 11. Wszystkie maszyny dostarcza MEKAN...

Jak przechowywanie szkła laminowanego wpływa na cięcie szkła

Powszechnie wiadomo, że laminowane szkło bezpieczne (LSG) jest materiałem wymagającym specjalnego procesu przetwarzania ze względu na swoją strukturę. Ale transport, właściwości miejsca zastosowanego do przechowywania, typ urządzeń stosowanych do przeładunku, wysokość temperatury i wilgotn...

Najnowsze maszyny od firmy CMS

CMS Glass Technology jest liderem w dziedzinie obróbki szkła płaskiego dzięki zaawansowanym technologicznie rozwiązaniom, takim jak centra obróbcze CNC pionowe i poziome, stoły do cięcia, krawędziarki i maszyny do zatępienia, systemy cięcia strumieniem wody etc. Dzięki tradycji i doświadczeniu hist...

Nie ma budownictwa bez badań materiałów budowlanych

Zakład Inżynierii Elementów Budowlanych (NZE) Instytutu Techniki Budowlanej wykonuje badania mechaniczne, wytrzymałości i szczelności lekkich przegród budowlanych (zewnętrznych i wewnętrznych), w tym badania: ścian osłonowych i działowych, elewacji wentylowanych, metalowych i warstwowych o...

Urządzenia do transportu i magazynowania szkła - przegląd

(kliknij na tabele aby zobaczyć szczegóły oferty firmy)   

  • WESTA FP od SO EASY SYSTEM spełnia nowe wymagania formalne dla systemów przeciwpożarowych.

  • Somfy z nagrodą World Building Innovation Award na międzynarodowych targach BATIMAT

  • Dynamicznie przyciemniane szkło Halio w starym brukselskim dworcu Gare Maritime

  • Mała zmiana, wielki efekt – wymieniamy drzwi wewnętrzne

  • Targi Glass lustrem branży

  • Ruszyły przygotowania do piątej edycji MONTERIADY

  • Pilkington IGP zamyka wrocławski zakład

  • Bystronic glass i HEGLA za obopólnym porozumieniem kończą „Preferred Partnership”

  • Pomysły na wykorzystanie cienkiego szkła do zastosowań architektonicznych

  • Szkło artystyczne w architekturze japońskiej. Część 5

  • Dachy przeszklone a bezpieczeństwo pożarowe – przykładowe realizacje Część 4

  • Szkło próżniowe (VIG) Praktyka, metody badań i propozycje stosowania

  • Montaż okien w starym budynku. Praktyczne wskazówki dotyczące profesjonalnego projektowania i realizacji

  • Rośnie rynek ciepłych ramek

  • Nowy mostek izolacyjny do izolacji termicznej metalowych drzwi

  • Nowy stół do automatycznego rozkroju szkła płaskiego GLASS-SERWIS

  • Sztuczna inteligencja (AI) automatyzuje test fragmentacji (spękania) szkła hartowanego

  • Na drodze cyfrowego rozwoju

  • Jak przechowywanie szkła laminowanego wpływa na cięcie szkła

  • Najnowsze maszyny od firmy CMS

  • Nie ma budownictwa bez badań materiałów budowlanych

  • Urządzenia do transportu i magazynowania szkła - przegląd

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

Powłoki optyczne do zastosowań motoryzacyjnych i budowlanych

Powłoki optyczne mają długą historię zwiększania wartości parametrów i poszerzania funkcjonalności w szkle architektonicznym i samochodowym. W tym artykule przeanalizujemy ścieżkę, która doprowadziła do obecnego, „aktualnego stanu wiedzy” i spróbujemy spojrzeć na szanse i wyzwania powłok, szczególnie w związku z drastycznymi zmianami oczekiwanymi w sektorze transportu. Omówione zostaną powłoki optyczne w aplikacjach o znaczącej funkcji transparentności – głównie oszklenie – pominięte zostaną powłoki optyczne do luster lub reflektorów.

 

 

Wstęp
Oszczędzanie energii było w przeszłości znaczącym motorem rozwoju nowych powłok do szkła, a komercjalizacja i duże zdolności produkcyjne umożliwiają obecnie upowszechnianie się powłok o niskiej emisyjności i do kontroli nasłonecznienia na światowych rynkach budowlanych, podczas gdy nowe materiały budowlane (membrany polimerowe, elastyczne, cienkie szkło, np.) i funkcjonalności (dynamiczne oszklenie, fotowoltaika zintegrowana z budynkiem, np.) ilustrują dążenie do dalszej poprawy efektywności i wdrażania innowacji.

 


Niedostateczna odporność na ścieranie i warunki atmosferyczne powłok umieszczonych na zewnętrznej powierzchni szyb jest nadal bardzo aktualna. Pomimo to odnotowano wiele nowych przypadków ich zastosowania, chroniących delikatne powłoki w szkle laminowanym, stosujących folie okienne lub umieszczających je wewnątrz wielokomorowych szyb zespolonych. Wszystkie te rozwiązania są bardzo dojrzałe i firmy oferujące szklo powlekane mają dobrze rozbudowane zdolności produkcyjne do wsparcia zapotrzebowania na energooszczędne oszklenie budynków.

 

W zastosowaniach motoryzacyjnych poprawa efektywności oszklenia (prowadząca do oszczędzania paliwa) była od pewnego czasu motywacją do zastosowania na szybach samochodowych powłok przeciwsłonecznych, chroniących wnętrze samochodu przed przegrzewaniem i przed zwiększonym zużyciem energii na klimatyzację. Zatem nakłady na lepszą funkcjonalność kontroli słonecznej będą jeszcze nadal ważniejsze, niż wsparcie przejścia od silnika spalinowego do napędu elektrycznego, a tym bardziej autonomicznej mobilności.

 

Przejście na napęd elektryczny zmienia rozkład energii urządzeń klimatyzacji kabinowej, co wymaga nowej oceny roli oszklenia kabiny. Rozprzestrzenianie się systemów wspomagania kierowcy i tendencja do budowy autonomicznych pojazdów będą również opierać się na udoskonaleniach powłok optycznych na szybach. Wyświetlacze head-up (wyświetlacz przezierny prezentujący informacje na szybie bez zasłaniania widoku - HUD) wprowadziły zupełnie nową funkcję przedniej szyby jako wyświetlacza danych, a perspektywa autonomicznego transportu „z kierownicą w opcji” umożliwia przekształcenie przedniej szyby pojazdu – i okien w budynkach – w duży ekran zapewniający rozrywkę lub funkcje biurowe.

 

Ograniczenia takich funkcji zostaną w znacznym stopniu określone przez zakres autonomii. Również dostępne już dzisiaj atrakcyjne przykłady zastosowania, wymagają nadal znacznego postępu w zakresie wielkości wyświetlacza i jakości obrazu, a także mogą zmienić oczekiwania dotyczące prywatności i bezpieczeństwa, w których dynamiczne oszklenie może odgrywać znaczącą rolę.

 

Ogólnie rzecz biorąc, powłoki optyczne do szklenia architektonicznego i samochodowego będą nadal polegać na rozpowszechnianiu dojrzałych technologii powlekania i produkcji w celu osiągnięcia globalnych celów w zakresie oszczędności energii, podczas gdy nowe materiały i środki transportu wymagają ciągłych innowacji w powłokach optycznych w celu zapewnienia nowych wrażeń użytkownikom i przyciągnięcia nowych atrakcyjnych możliwości rynkowych.

 


Krótka historia powłok optycznych do szyb samochodowych i architektonicznych
Chociaż powłoki optyczne mają bardzo długą historię stosowania do komponentów optycznych i soczewek, przełomowym osiągnięciem w branży szyb samochodowych i architektonicznych jest wprowadzenie w 1936 r. laminowanego szkła bezpiecznego.

 

Chociaż fakt ten sam w sobie nie jest związany z procesem powlekania, ale jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym wiele późniejszych, udanych zastosowań szyb powlekanych. Kryzys energetyczny spowodował przyjęcie pasywnej kontroli termicznej poprzez powłoki o niskiej emisyjności i odbijające promieniowanie podczerwone (IRR), początkowo w oszkleniu architektonicznym w celu uzyskiwania oszczędzania energii. Zastosowanie powłok IRR w szybach samochodowych nastąpiło w 1998 r.

 

To, co można określić jako pierwszy przykład wielofunkcyjnego oszklenia, miało miejsce w 1988 r., kiedy to po raz pierwszy wprowadzono na rynek samochodowe transparentne wyświetlacze czołowe (HUD) zintegrowane z przednią szybą.

 

Około 2000 r. dziedzina architektury przyjęła też wielofunkcyjność z samoczyszczącymi się szybami i fotowoltaiką zintegrowaną z budynkiem (BIPV). W 2005 r. pojawiło się aktywne „dynamiczne oszklenie” (DG) w postaci oszkleń elektrochromowych (EC) i rozproszonych w polimerze ciekłych kryształów (PDLC) tzw. oszklenie „switchable”.

 

W tym czasie większość urządzeń EC zapewniało dobrą kontrolę widma słonecznego i dostępu do pomieszczeń promieniowania cieplnego od słońca oraz stopnia zacienienia, ale stosunkowo wolny był czas przełączania (ze stanu bezbarwnego do stanu zabarwionego, chroniącego przed słońcem). Ten wolny czas reakcji był bardziej akceptowalny w architekturze niż w sektorach motoryzacyjnych. Urządzenia PDLC z kolei są szybko przełączalne, ale nie gwarantują znaczącej kontroli widma (dostępny tylko tryb przezroczysty i tryb nieprzezroczysty), co czyni je odpowiednimi głównie do zastosowań związanych z prywatnością. Pierwsze szybko zmieniające się oszklenie EC do samochodu zostało wprowadzone w modelu przeznaczonym na rok 2012.

 

Około 2015 r. wprowadzono drugą generację szyb wielofunkcyjnych z coraz większą integracją systemu informacyjno-rozrywkowego w szybach w branży motoryzacyjnej, często dzięki zaawansowanym wyświetlaczom head-up, rzeczywistości rozszerzonej i rzeczywistości wirtualnej (AR i AV) poprzez połączenie funkcji okien okien i wyświetlaczy. Interesujące jest to, że gdy podstawowa funkcjonalność powłoki szklarskiej wejdzie już w życie, na ogół pozostaje dostępna na rynku.

 


Integracja powłok
„Odsłonięte” powłoki funkcjonalne
Zanim zbadamy szeroki wachlarz „kompaktowych”, funkcjonalnych powłok na oszkleniach, należy zauważyć, że istnieje wiele zastosowań wymagających powłok odpornych na działanie różnych czynników (np. warunków atmosferycznych). Najczęstszymi przykładami są samoczyszczące fotokatalityczne powłoki zawierające tlenek tytanu TiO2, powłoki hydrofobowe odpychające deszcz i zalodzenie, powłoki hydrofilowe przeciwmgielne, pirolityczne powłoki ITO o niskiej emisyjności lub powłoki antyrefleksyjne. Powłoki te mają surowe wymagania dotyczące stabilności środowiskowej i odporności mechanicznej, które często wymagają kompromisów w zakresie ich zamierzonej funkcjonalności.

 

Oszklenie architektoniczne wykorzystuje większość funkcji zapewnionych przez powlekanie (nakładane powłoki)
W większości przypadków zastosowań oszklenie musi być jednak chronione przed chemicznym i mechanicznym oddziaływaniem środowiska, aby osiągnąć optymalną efektywność. Trzy warianty uzyskania takiej ochrony są opisane poniżej.

 


Szkło laminowane
Szkło laminowane składa się z dwóch tafli szkła, które są laminowane razem, zwykle z wykorzystaniem folii laminującej z polimeru poliwinylobutyralowego (PVB). Taka konstrukcja pozwala na wprowadzenie powłok na styku szkło/PVB lub między foliami PVB. Powłoki na styku szkło/PVB nazywane są „powłokami bezpośrednimi”, a powłokę nakłada się na powierzchnię szkła przed laminowaniem folią PVB.

 

W przypadku szyb zakrzywionych istnieją opcje powlekania szkła przed gięciem (zapewniające dobrą jednorodność, ale wymagającą zgodności termicznej z procesem gięcia) lub powlekania szkła po gięciu (co pozwala na szerszy zakres powłok, ale wymaga sprawdzenia możliwości nakładania powłoki na szkło z daną krzywizną w urządzeniach do powlekania i odpowiednią kontrolę jednolitości powłoki).

 

Zdecydowana większość powłok o niskiej emisyjności i IRR nakładanych na szkle architektonicznym jest wytwarzana jako „powłoki bezpośrednie”, podobnie jak wiele powłok IRR na przednie szyby samochodowe. Inną opcją zintegrowania funkcjonalnych powłok z laminowanym szkłem jest osadzenie powłoki na przezroczystym podłożu polimerowym w procesach typu roll-to-roll, które są następnie umieszczane pomiędzy dwoma arkuszami folii PVB i laminowane między dwiema taflami szkła. Chociaż proces montażu może być bardziej wymagający, takie podejście może mieć więcej zalet z perspektywy logistycznej i może uwzględniać bardzo duże promienie krzywizny w porównaniu z większością opcji bezpośredniego powlekania.

 


Szyby zespolone (IGU)
Skuteczność okien jako bariery termicznej można znacznie poprawić, wprowadzając między dwie tafle szyby zespolonej umieszczonej w takim oknie, izolacyjną przestrzeń wypełnioną gazem. Dzięki tej koncepcji większość nowoczesnych okien architektonicznych w chłodniejszych klimatach zapewnia poważne oszczędności energii.

 

Ponieważ przestrzeń (komora) miedzy taflami szkła jest hermetycznie zamknięta i zwykle wypełniona gazem szlachetnym (oprócz środka pochłaniającego wilgoć), wewnętrzne szklane powierzchnie mogą być pokryte bardzo wrażliwymi, ale wysokowydajnymi powłokami o niskiej emisyjności na bazie srebra. Te powłoki niskoemisyjne osiągają w takich warunkach fizyczne granice swojej efektywności, a gdy potrzeba większej izolacji termicznej, można zastosować w oknie szyby zespolone o większej ilości komór niż jedna.

 

Wprawdzie powoduje to wzrost ciężaru szyby wynikający z zastosowania dodatkowych tafli szklanych, jeśli jednak staje się to kłopotliwe, można wewnętrzne tafle szklane w szybie wielokomorowej zastąpić cienkimi, naprężonymi foliami polimerowymi z powłoką niskoemisyjną, które zapewniają porównywalną efektywność cieplną przy znacznie zmniejszonej masie.

 

2019 11 39 1a

 

 

(...)

 

 


Folia okienna
Folie okienne otwierają możliwość modernizacji lub dodania funkcjonalności do już istniejącego oszklenia bez konieczności wymiany okna. Zapewniają one szeroki zakres funkcji, takich jak ochrona przed refleksami (glare), ochrona przeciwsłoneczna (przed przegrzewaniem pomieszczeń w lecie), ochrona przed włamaniem, zapewnienie prywatności, efektów dekoracyjnych lub ekranowanie elektromagnetyczne.

 

Można je znaleźć zarówno w zastosowaniach architektonicznych, jak i motoryzacyjnych. Większość folii okiennych składa się ze złożonej struktury warstwowej, która może zawierać kilka powlekanych folii spojonych klejem do laminowania, klejem montażowym i tymczasową przekładką ochronną oraz ewentualnie twardą powłoką chroniącą przed zarysowaniem. Istnieje wiele technik nadawania funkcjonalności folii okiennej, w tym barwienie w masie, powlekanie na mokro lub próżniowo.

 

Folie o wysokiej efektywności są często powlekane próżniowo złożonymi strukturami wielowarstwowymi, szczególnie w celu uzyskania wysokiej jakości ochrony przeciwsłonecznej. Powlekane na mokro folie nanocząsteczkowe mogą zwiększać efektywną absorpcję podczerwieni (ciepła) w przypadku przeciwsłonecznych folii okiennych o wysokiej przepuszczalności światła widzialnego (Tvis).

 

W przypadku folii przeciwsłonecznych kluczową miarą efektywności jest „selektywność”, czyli stosunek współczynnika Tvis do współczynnika pasywnych zysków cieplnych z promieniowania słonecznego (Solar Heat Gain Coefficient, SHGC). W samochodowych szybach przeciwsłonecznych, które muszą spełniać wymagania normowe, Tvis powinno wynosić co najmniej 70% przy możliwie najniższym SHGC. Pożądana jest tu wysoka selektywność.

 

 

Powłoki na szkle architektonicznym – nowe ścieżki do większej efektywności energetycznej
Powłoki optyczne do szklenia energooszczędnego – szczególnie w architekturze – są bardzo dojrzałe, w pełni skomercjonalizowane i bardzo skuteczne przy wysokich wskaźnikach adaptacji, a często są wymagane przez przepisy budowlane. Należy jednak wspomnieć o kilku koncepcjach ich zastosowania, aby wskazać możliwości dalszej poprawy efektywności energetycznej.

 

 

Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (BIPV)
Zintegrowane panele słoneczne montowane na dachu budynku są już produktem wysoce skomercjalizowanym i wszechobecnym, ale nadal pracuje się nad zintegrowaniem paneli PV z elewacją, a integracja PV z oknami jest objęta intensywnymi badaniami, które zyskały trochę atrakcji komercyjnej.

 

Podstawowym wyzwaniem dla oszklenia jest to, że w celu uzyskania przepuszczalności światła widzialnego znaczna i atrakcyjna część widma słonecznego nie jest już dostępna do konwersji PV, co skutkuje niską wydajnością wyjściową, chociaż istnieje kilka systemów materiałów PV, które mogą zapewnić tę funkcjonalność, gdyż wykorzystują do konwersji część widma podczerwonego i UV.

 

Powłoki emisyjne
W regionach zdominowanych przez instalowanie systemów chłodzenia istnieje potrzeba zmniejszenia obciążeń klimatyzacji poprzez wprowadzenie powłok o wysokiej emisyjności, odbijających promieniowanie podczerwone (ciepło). Takie powłoki są zoptymalizowane pod względem spektralnym, aby wykorzystać radiacyjne chłodzenie z bezchmurnego nieboskłonu – szczególnie w nocy – bez zużywania energii elektrycznej. Obecne ta koncepcja pokazuje jedynie nieprzezroczyste (matowe, mleczne) powłoki na szyby w oknach dachowych, ze względu na połączenie z funkcją bardzo skutecznego odbijania promieni słonecznych w dzień. Możliwe jest jednak wprowadzenie takiej funkcjonalności do innego typu oszklenia oszklenia.

 


Powłoki na innowacyjne materiały przezroczyste (zastępujące szkło) – ETFE
Folia etylenowo-tetrafluoroetylenowa (ETFE) i blisko spokrewnione preparaty pochodne to materiał konstrukcyjny, który umożliwia przezroczyste, lekkie i trwałe pokrycia dachowe i fasady o atrakcyjnych cechach konstrukcyjnych.

 

Folię ETFE można włączyć do szeregu koncepcji konstrukcyjnych (membran i poduszek), które zostały zaprezentowane w wielu znanych projektach, takich jak obiekty sportowe, centra handlowe, przestrzenie publiczne, a nawet modernizacja elewacji w celu oszczędzania energii praktycznie we wszystkich strefach klimatycznych. Argumenty i atrakcyjność tego materiału konstrukcyjnego zostały opisane w innych materiałach konferencji ICCG.

 

Ponieważ szkło jest konkurentem funkcjonalnym ETFE, istnieje obecnie znaczna różnica w wydajności między dwiema opcjami dotyczącymi funkcji kontroli dostępu promieni słonecznych do pomieszczeń. Szkło oferuje wiele dojrzałych opcji powlekania dla dużego rynku, podczas gdy powlekanie ETFE jest trudne technicznie i zapewnia względnie ograniczony rozmiar rynku.

 

Dlatego istnieje potrzeba opracowania powłok funkcjonalnych, które umożliwią szersze zastosowanie ETFE jako materiału budowlanego. Podejmowanych jest kilka inicjatyw przemysłowych i finansowanych ze środków publicznych, aby nie tylko poprawić funkcjonalność ochrony przed słońcem, ale także dodać funkcje PV lub szklenia dynamicznego do ETFE, aby zwiększyły one swoją konkurencyjność w stosunku do szkła oraz aby wykorzystać zalety lekkiej i niskoenergetycznej energii koncepcji architektonicznej ETFE.

 

 

Powłoki na innowacyjne materiały szklarskie – szkło elastyczne
Wprowadzenie ultracienkiego, elastycznego szkła na skalę komercyjną przez kilku producentów jest znaczącą okazją do połączenia zalet powlekania typu roll-to-roll z istotnymi zaletami szkła w porównaniu z tradycyjnymi foliami polimerowymi: wytrzymałością mechaniczną, tolerancją temperatury i skutecznością jako bariery gazowej.

 

Podejmowane są znaczne wysiłki w celu zintegrowania procesów powlekania metodą roll-roll na elastycznym szkle, a obecne zastosowania mają na celu wykorzystanie aplikacji o wysokiej wartości, takich jak wyświetlacze OLED i organiczne PV. W przypadku oszklenia szczególnie interesujące mogą być BIPV lub powłoki elektrochromatyczne.

 

 

Perspektywy: powłoki optyczne w architekturze
Określenie „najnowocześniejsze” w architektonicznych powłokach optycznych może charakteryzować skomercjonalizowane, innowacyjne powłoki o niskiej emisyjności, zapewniające kontrolę nasłonecznienia oraz powłoki fotowoltaiczne.

 

Korzystają one z ekonomii skali, często opartej na wymogach zawartych w przepisach i normalizacji oraz umożliwiają szerokie, globalne przyjęcie energooszczędnych metod budowlanych w celu sprostania globalnym wyzwaniom związanym ze zmianami klimatu.

 

Obecny nacisk na rozwój ma na celu zintegrowanie PV z oszkleniem i wykreowanie atrakcyjności rynkowej dla oszklenia dynamicznego, szczególnie oszklenia elektrochromowego.

 

Przyszłe obszary zainteresowania mogą obejmować:
- wprowadzenie na rynek „szybkich”, dynamicznie zmiennych szyb zespolonych dla nowych zastosowań;
- innowacje w powłokach dla membran ETFE w celu przybliżenia do efektywności osiągniętej dla szkła i umożliwienia rozprzestrzeniania się lekkich przekryć dachowych i membran fasadowych oraz korzyści związanych z niskim zużyciem energii;
- wprowadzenie pasywnego chłodzenia za pomocą wysokoemisyjnych powłok na szybach
oraz
- wprowadzanie produktów BIPV i szyb dynamicznych (o zmieniających się parametrach optycznych) opartych na elastycznym, cienkim szkle poprzez koncepcję roll-to-roll (nakładanie powłoki na szkle rozwijanym z rolki).

 

 

Kontrola nasłonecznienia – podstawy
Spojrzenie na ekstremalne strefy klimatyczne w Stanach Zjednoczonych pomaga w zrozumieniu podstawowych koncepcji ochrony przeciwsłonecznej, które są ważne dla powłok architektonicznych i samochodowych zapewniających kontrolę nasłonecznienia.

 

Obszary północne – strefy 6 i 7 określone zgodnie z normami IECC z 2009 r. – są określone jako obszary „ogrzewane”, a obszary południowe – strefy 1, 2 i 3 – są „chłodzone”.

 

Okna w strefie „ogrzewanej” mogą pomóc w oszczędzaniu energii, jeśli zgromadzą jak najwięcej  energii słonecznej, aby zapewnić pasywne ogrzewanie słoneczne. Jednocześnie powinny minimalizować straty ciepła z wnętrza budynku. Dlatego pożądany jest filtr widmowy, który transmituje (przepuszcza) pełne widmo słoneczne (do 2500 nm), odbijając promieniowanie ciała czarnego w temperaturze 24°C (eliminowanie chłodzenia nocnego). Można to osiągnąć za pomocą niskoemisyjnej powłoki z pojedynczą warstwą srebra.

 

Natomiast okna w strefie „chłodzonej” mają na celu zminimalizowanie obciążenia klimatyzacji poprzez zminimalizowanie transmisji energii słonecznej (a szczególnie w zakresie podczerwieni – czyli ciepła) dostarczanej przez okno, jednocześnie zapewniając transmisję światła widzialnego. Pożądany jest filtr przepuszczający określone pasma o ograniczonej transmisji pasma w zakresie długości fal 340–780 nm, a z idealnie maksymalnym odbiciem szczególnie w widmie słonecznym między 780 a 2500 nm.

 

Powłoka odbijająca podczerwień (IRR) wykonana z wielu warstw srebra pomiędzy przekładkami dielektrycznymi spełnia to zadanie w praktycznych zastosowaniach szklenia w sposób uzasadniony ekonomicznie.

 

Szyby samochodowe – oszczędność energii i dodatkowa funkcjonalność
Jak opisano wcześniej, szklenie samochodowe stanowi znaczący rynek powłok optycznych o szerokim zakresie zastosowań. Dokonamy przeglądu ustalonych i sprawdzonych, będących już na rynku produktów, a także określimy niektóre potencjalne zmiany w funkcjonowaniu powłok, które mogą być motywowane postępem technologicznym w innych dziedzinach sektora motoryzacyjnego.

 

Szyby samochodowe odbijające promieniowanie podczerwone (IRR)
Szyby stanowią znaczną część powłoki kabiny pasażerskiej pojazdu, a promieniowanie słoneczne przekazywane do kabiny może przyczyniać się do znacznego pochłaniania energii słonecznej i nadmiernego podgrzewania wnętrza samochodu, co wymaga wentylacji lub chłodzenia.

 

Nowoczesne pojazdy często mają klimatyzatory zaprojektowane w celu usuwania nadmiernego ciepła z kabiny, a klimatyzator stanowi energochłonne „obciążenie” około 3 kW na silnik, co zwiększa zużycie paliwa nawet o 20%. Ponieważ klimatyzatory zwykle działają „na żądanie” (włączają się powyżej granicznej temperatury ustawionej przez użytkownika), ograniczenie nagrzewania kabiny poprzez ograniczenie przenoszonej do wnętrza energii słonecznej (głównie ciepła) zmniejsza energię zużywaną przez klimatyzator i poprawia zużycie paliwa.

 

Jest to bardzo podobne zastosowanie do powłok architektonicznych w „chłodzonych” strefach klimatycznych, w związku z czym także stosuje się wąskopasmowe powłoki IRR, szczególnie na przedniej i bocznych szybach z przodu samochodu, gdzie wysokie Tvis jest wymagane przez przepisy. Powłoki IRR refleksyjne (odbijające podczerwień) są najskuteczniejszym sposobem zapobiegania nagrzewaniu się kabiny.

 

Jednak powłoki absorpcyjne (pochłaniające podczerwień) często są nadal skuteczne, ponieważ pojazd w ruchu może oddawać (przewodzić) znaczną część pochłoniętej energii do powietrza zewnętrznego, zamiast ponownie promieniować ją do kabiny, a obecne badania parametrów szklenia w branży to potwierdzają.

 

Dla projektantów samochodowych powłok optycznych umożliwia to szerszy zakres energooszczędnych opcji projektowania powłok, które mogą odpowiadać na różne wymagania, np. szyba przednia versus okno dachowe, przy jednoczesnym uwzględnieniu innych wymagań, takich jak osłona przeciwsłoneczna lub zapewnienie prywatności.

 

Chociaż ostatecznie nie zostało to jeszcze wdrożone, ale podjęto już wysiłki opracowania przepisów, nakazujących stosowanie powłok przeciwsłonecznych w celu poprawy wydajności energetycznej pojazdu. Takie powłoki są obecnie w użyciu – zarówno jako opcje producenta oryginalnego wyposażenia (OEM), jak i przy modernizacji z zastosowa-


niem folii okiennych. Użycie ich rozszerza się wraz z powiększaniem się obszarów oszklenia, napędzanego przez mniejsze nachylenie szyb przednich w celu poprawy aerodynamiki i zwiększenia powierzchni oszklenia dachu.

 

Szyby w erze pojazdów post-ICE
Trendy wskazujące na ulepszenie lub zastąpienie silników spalinowych (internal combustion engines – ICE) napędem elektrycznym może spowodować zmianę funkcjonalności szyb samochodowych w celu poprawy wydajności paliwowej lub zwiększenia zasięgu jazdy. Jak opisano powyżej, fizyka podgrzewania kabiny przez pasywne zyski energii słonecznej nadal ma zastosowanie do pojazdów spoza ICE, a dochodzi do tego motywacja do łagodzenia wpływu obciążeń klimatyzatora na zużycie energii – tj. wyczerpanie energii zgromadzonej w baterii akumulatorów – poprzez stosowanie powłoki IRR.

 

Z drugiej strony, ogrzewanie kabiny stanowi nowe wyzwanie w zarządzaniu zasięgiem pojazdu elektrycznego. W przeciwieństwie do pojazdu ICE, w którym około 18% energii wykorzystuje się do napędu, a około 80% to ciepło odpadowe, które można łatwo wykorzystać do ogrzewania kabiny na żądanie bez wpływu na zużycie paliwa, pojazd o napędzie elektrycznym (za pomocą akumulatora) ma sprawność napędową około 60%, praktycznie bez ciepła odpadowego nadającego się do ogrzewania kabiny.

 

W związku z czym takie pojazdy wymagają specjalnego systemu ogrzewania zasilanego elektrycznie. Wykazano, że obciążenie grzewcze może być nawet dwa razy większe niż w przypadku klimatyzacji i może skutkować zmniejszeniem zasięgu jazdy nawet o 30%.

 

Bardziej wydajne systemy pomp ciepła (w porównaniu ze starszymi grzejnikami o dodatnim współczynniku temperatury – PCT) mogą pomóc w zmniejszaniu tego obciążenia akumulatora, ale podstawowe wyzwanie, jakim jest zarówno ogrzewanie, jak i chłodzenie, zmniejsza zasięg pojazdu zasilanego akumulatorem elektrycznym i nadal można sobie wyobrazić, że odpowiednie funkcjonalne powłoki na szybach samochodowych mogą pomóc przezwyciężyć ten problem koncepcyjny.

 

Dodatkowa motywacja do zmniejszenia zużycia baterii akumulatorów w związku z potrzebami klimatyzacji w pojazdach z akumulatorem może wynikać z wyłaniającej się tendencji do autonomicznej jazdy. Wczesne prototypy zużywały do 4,5 kW energi do obsługi czujników i komputerów, aby umożliwić autonomiczną jazdę, nowoczesne systemy mogą zużywać obecnie około 2,5 kW, a są badania w celu ostatecznego zredukowania tego zużycia do 0,5 kW.

 

Powiększenie zasięgu pojazdów elektrycznych może również motywować trend w kierunku ograniczenia ciężaru pojazdu, co można wesprzeć poprzez zastosowanie funkcjonalnej powłoki na cienkim, elastycznym szkle samochodowym, a także możliwość integracji fotowoltaiki ze szklanymi powierzchniami dachowymi lub szybami bocznymi, aby umożliwić dodatkowe ładowanie akumulatora.

 

Funkcjonalne aspekty oszklenia autonomicznej jazdy
Autonomiczna jazda to nowy trend w technologii motoryzacyjnej, który może wpływać na stosowanie i projektowanie powłok optycznych na szybach pojazdów. Możliwości zajęcia się aspektami zużycia energii przez autonomiczną jazdę zostały omówione powyżej, ale są też pewne aspekty wydajności optycznej, które zostaną tutaj opisane. SAE (Society of Automotive Engineers) w wytycznych J3016 określa sześć poziomów autonomii, od braku automatyzacji (poziom 0), poprzez systemy wspomagania kierowcy umożliwiające niektóre automatyczne tryby jazdy (np. tempomat), do pełnej automatyzacji we wszystkich trybach jazdy (poziom 5).

 

Każdy poziom poniżej 4 wymaga, aby człowiek przynajmniej służył jako rezerwa w przypadku awarii systemów automatycznych, a dla wielu systemów określone jest aby kontrola człowieka była przejęta w ciągu 10 sekund.

 

W przypadku właściwości oszklenia można to przełożyć na opcję ponownego zdefiniowania funkcji przedniej szyby dla poziomu 5, aby stała się czymś innym niż tylko „przezroczystą” przednią szybą. Być może zostanie ekranem zapeniającym rozrywkę lub wyświetlaczem danych, lub szybą elektrochromową szybko zapewniającą całkowitą prywatność. Niższy poziom autonomii nadal musi utrzymywać przezroczystość z Tvis na poziomie 70%, gdyż przewidywana jest interwencja kierowcy, więc prywatność lub wciągająca rozrywka będą znacznie bardziej ograniczone.

 

Wizualizacja danych na przedniej szybie jest już dostępna w wyświetlaczach typu HUD, a na rynku dostępne są różne systemy, od łączników (które wyświetlają obraz na dodatkowej przezroczystej powierzchni) przez bezpośrednie projektory o dość dużym i złożonym obrazie, do wyświetlaczy fluorescencyjnych, które mogą mieć bardzo duże pole widzenia.

 

Wszystkie te technologie często osiągają swoją funkcjonalność dzięki powłokom optycznym, szczególnie zapeniającym takie funkcje, jak tłumienie odbić optycznych, poprawa wydajności świetlnej, a także kontrola zamglenia (haze) i oślepiania (glare) – eliminacja odblasków.

 

Inne aspekty dotyczą umieszczenia systemów wspomagających kierowcę (kamer, transponderów, czujników), które mogą być instalowane na szybach samochodowych lub w ich pobliżu i nie mogą być naruszone przez powłoki funkcjonalne, takie jak IRR. Przekazywanie sygnałów radiowych z transponderów poboru opłat montowanych na przedniej szybie zostało określone jako szczególny problem w przypadku powłok IRR na bazie srebra, które znacznie tłumią sygnały radiowe RF (Radio Frequency).

 

Jeśli branża telewizyjna miałaby posłużyć jako punkt odniesienia dla trendów, to dokonane tam przejście z projekcji (lampy katodowe i projekcja tylna) do płaskich wyświetlaczy LCD i OLED może być równoznaczne z przejściem w branży motoryzacyjnej do technologii projekcji przez integrację LCD lub przezroczystego OLED z powierzchniami oszklenia, co zostało już zademonstrowane na etapie koncepcji. Taka zmiana w funkcjonalności szyb samochodowych zapewniłaby oczywiście szeroki zakres wykorzystania powłok optycznych.

 

Wnioski
Technologie powłok optycznych do szklenia architektonicznego i samochodowego są mocno ugruntowane na rynku, a różne ich projekty i opcje integracji umożliwiły realizację oszklenia energooszczędnego na dużą skalę. Podczas gdy komercjalizowanie pomoże rozpowszechnić dostępne rozwiązania na szerszych rynkach, przewiduje się dodatkowe funkcjonalności oszklenia. W przypadku architektury mogą to być rozszerzenia obecnych niszowych zastosowań, takich jak BIPV i szklenie dynamiczne (o zmiennych dynamicznie parametrach optycznych), a także praca z nowymi materiałami budowlanymi, takimi jak membrany ETFE lub elastyczne, cienkie szkło.

 

Do zastosowań motoryzacyjnych potrzebne są rozwiązania uwzględniające szczególne aspekty zużycia energii przez pojazdy zasilane akumulatorowo, a także odpowiadające potrzebom i możliwościom trendu do rozpowszechniania autonomicznej jazdy. Aby zaspokoić te potrzeby rynku, projektanci powłok i twórcy produktów w branży szklarskiej są zmuszani do ciągłego wprowadzania innowacji i tworzenia nowych możliwości biznesowych.

 

(...)

 


Podziękowanie
Dziękuję moim obecnym i byłym kolegom z Eastman Chemical Co, Solutia Inc. i Southwall Technologies Inc. za ich wkład w powstanie tej pracy. Dr Roland Thielsch, André Wahl, dr Ronny Kleinhempel przedstawili najważniejsze informacje techniczne i dane do prezentacji, Peter Büttrich, John Meade, Rich Wipfler i Bruce Lang wnieśli ważne informacje rynkowe i biznesowe, a Rich Wipfler i Lee Boman zaangażowali się w stymulowanie dyskusji na tematy poruszone w tym artykule.

 

Artykuł publikujemy dzięki uprzejmości organizatora Konferencji ICCG 2020. 

 

Christian H. Stoessel
Eastman Chemical Co.

  

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 11/2019
 

 

 

 

 

01 chik
01 chik
         
Zamknij / Close [X]